Jeden z vrstvy atmosféry který nás chrání, je ionosféra. Je to oblast, která obsahuje velké množství atomů a molekul, které jsou nabité elektřinou. Tyto nabité částice vznikají díky záření, které přichází z vesmíru, především z naší hvězdy Slunce. Toto záření zasáhne neutrální atomy a molekuly vzduchu v atmosféře a nakonec je nabije elektřinou. Ionosféra má pro člověka velký význam, zejména pro své funkce spojené s komunikací a ochranou před nebezpečným zářením z vesmíru, a proto jí budeme věnovat celý tento příspěvek.
Vysvětlíme vše, co potřebujete vědět o vlastnostech, provozu a důležitosti ionosféry.
Hlavní charakteristiky
Zatímco slunce svítí nepřetržitě, během své činnosti generuje velké množství elektromagnetického záření. Toto záření dopadá na vrstvy naší planety a nabíjí atomy a molekuly elektřinou. Jakmile jsou nabity všechny částice, vytvoří se vrstva, kterou nazýváme ionosféra. Tato vrstva se nachází mezi mezosférou, termosférou a exosférou. Tato konfigurace je nezbytná pro pochopení významu ionosféry pro člověka.
Víceméně je vidět, že začíná ve výšce asi 50 km nad zemským povrchem. I když začíná v této nadmořské výšce, kde se stává ucelenější a důležitější, je nad 80 km. V oblastech, které najdeme v horních částech ionosféry, můžeme vidět stovky kilometrů nad povrchem, které sahají desítky tisíc kilometrů do vesmíru, čemuž říkáme magnetosféra. Magnetosféra je vrstva atmosféry, kterou nazýváme kvůli jejímu chování způsobenému Zemské magnetické pole a působení Slunce na něj. Vztah mezi ionosférou a magnetosférou posiluje význam této vrstvy pro život na naší planetě.
Ionosféra a magnetosféra jsou spojeny náboji částic. Jeden má elektrické náboje a druhý magnetické náboje.
Vrstvy ionosféry
Jak jsme již zmínili, i když ionosféra začíná na 50 km, má různé vrstvy v závislosti na koncentraci a složení iontů, které ji tvoří. Dříve se předpokládalo, že ionosféra je tvořena několika různými vrstvami, které byly identifikovány písmeny D, E a F. F vrstva byla rozdělena do dvou podrobnějších oblastí, kterými byly F1 a F2. Dnes je díky vývoji technologie k dispozici více znalostí o ionosféře a je známo, že tyto vrstvy se příliš neliší. Aby se však lidem neotočila hlava, zachová se původní schéma, které bylo na začátku.
Budeme analyzovat část po části různé vrstvy ionosféry, abychom podrobně viděli její složení a význam, jako je funkce, kterou má při šíření rádiových vln.
Region D
Je to nejnižší část celé ionosféry. Dosahuje nadmořských výšek mezi 70 a 90 km. Oblast D má jiné charakteristiky než oblasti E a F. Je to proto, že její volné elektrony během noci téměř úplně zmizí. Obvykle zmizí, když se spojí s kyslíkovými ionty a vytvoří molekuly kyslíku, které jsou elektricky neutrální. Dynamika tohoto procesu zdůrazňuje důležitost každé vrstvy při ochraně naší planety.
Region E
Toto je vrstva známá také jako Kennekky-Heaviside. Toto jméno dostalo na počest amerického inženýra Arthura E. Kennellyho a anglického fyzika Olivera Heavisideho. Tato vrstva sahá více či méně od 90 km, kde vrstva D končí až 160 km. Má jasný rozdíl s oblastí D a to je, že ionizace zůstává po celou noc. Je třeba zmínit, že je také dost redukován, což činí jeho studium nezbytným pro pochopení ionosféry.
Region F
Má přibližnou nadmořskou výšku od 160 km do konce. Je to část, která má nejvyšší koncentraci volných elektronů, protože je nejblíže ke slunci. Proto vnímá více záření. Jeho stupeň ionizace nemá během noci mnoho změn, protože dochází ke změně distribuce iontů. Během dne můžeme vidět dvě vrstvy: menší vrstvu, která je známá jako F1, která je výše, a další vysoce ionizovanou dominantní vrstvu, která je známá jako F2. Během noci jsou oba kondenzovány na úrovni vrstvy F2, která je známá jako Appleton.
Role a význam ionosféry
Pro mnohé nemusí mít vrstva atmosféry, která je elektricky nabitá, nic znamenat. Ionosféra má však pro rozvoj lidstva velký význam. Například díky této vrstvě můžeme šířit rádiové vlny na různá místa na planetě. Můžeme také vysílat signály mezi satelity a Zemí. To dále posiluje význam ionosféry v moderních komunikacích, protože bez ní by bylo obtížné udržet globální konektivitu.
Jedním z nejdůležitějších faktorů, proč je ionosféra pro člověka nezbytná, je to, že nás chrání před nebezpečným zářením z vesmíru. Díky ionosféře můžeme pozorovat unikátní přírodní jevy jako např Severní polární záře, vizuální podívaná, která je nejen krásná, ale také naznačuje sluneční aktivitu. Podobně ionosféra chrání naši planetu před nebeskými horninami, které vstupují do atmosféry. Termosféra nám pomáhá chránit se a regulovat teplotu Země tím, že absorbuje část UV záření a rentgenového záření vyzařovaného Sluncem. Na druhou stranu je exosféra první linií obrany mezi planetou a slunečními paprsky.
Teploty v této velmi potřebné vrstvě jsou extrémně vysoké. V některých bodech můžeme najít 1.500 XNUMX stupňů Celsia. Při této teplotě by kromě toho, že se nedá žít, spálil jakýkoli lidský element, který projde kolem. To způsobuje, že se velká část meteoritů, které zasáhly naši planetu, rozpadne a vytvoří padající hvězdy. A když se tyto horniny dostanou do kontaktu s ionosférou a vysokou teplotou, při které se v některých bodech nacházejí, najdeme objekt, který se poněkud rozžhaví a obklopí ho oheň, až se nakonec rozpadne.
Je to opravdu velmi nezbytná vrstva pro rozvoj lidského života, jak ji známe dnes. Z tohoto důvodu je důležité ji důkladněji poznat a studovat její chování, protože bychom bez ní nemohli žít.
